EDA试题题库及参考答案

一、选择题：（20分）大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，下列对CPLD结构与工作原理的描述中，正确的是：___D__ A.CPLD是基于查找表结构的可编程逻辑器件 B.CPLD即是现场可编程逻辑器件的英文简称 C.早期的CPLD是从FPGA的结构扩展而来 D.在Xilinx公司生产的器件中，XC9500系列属CPLD结构基于VHDL设计的仿真包括有①门级时序仿真、②行为仿真、③功能仿真和④前端功能仿真这四种，按照自顶向下的设计流程，其先后顺序应该是：_________D A．①②③④ B.②①④③ C．④③②① D．②④③①下面对利用原理图输入设计方法进行数字电路系统设计，哪一种说法是正确的：__________BA．原理图输入设计方法直观便捷，很适合完成较大规模的电路系统设计B．原理图输入设计方法多用于较规范、规模不大的电路设计，和HDL代码描述方法均可以被综合，相得益彰C．原理图输入设计方法无法对电路进行功能描述D．原理图输入设计方法不适合进行层次化设计在VHDL语言中，下列对进程（PROCESS）语句的语句结构及语法规则的描述中，不正确的是：_______DA．PROCESS为一无限循环语句B．敏感信号发生更新时启动进程，执行完成后，等待下一次进程启动C．当前进程中声明的变量不可用于其他进程D．进程由说明语句部分、并行语句部分和敏感信号参数表三部分组成对于信号和变量的说法，哪一个是不正确的：_________A A．信号用于作为进程中局部数据存储单元 B．变量的赋值是立即完成的 C．信号在整个结构体内的任何地方都能适用 D．变量和信号的赋值符号不一样进程中的信号赋值语句，其信号更新是___C____。按顺序完成；比变量更快完成；在进程的最后完成；都不对。VHDL语言共支持四种常用库，其中哪种库是用户的VHDL设计现行工作库：_______D A．IEEE库 B．VITAL库 C．STD库 D．WORK工作库VHDL语言是一种结构化设计语言；一个设计实体（电路模块）包括实体与结构体两部分，结构体描述___________。B器件外部特性；器件的内部功能；器件的综合约束；器件外部特性与内部功能。下列语句中，不属于并行语句的是：_______B A．进程语句 B．CASE语句 C．元件例化语句 D．WHEN…ELSE…语句10.下列标识符中，__________是不合法的标识符。BA.State0 B.9moon C.Not_Ack_0 D.signall二、EDA名词解释或者简述（10分）写出下列缩写的中文（或者英文）含义：ASIC 专用集成电路FPGA 现场可编程门阵列IP 知识产权核（软件包）FSM 有限状态机5.HDL 硬件描述语言6.简要解释JTAG，指出JTAG的用途 JTAG，jointtestactiongroup，联合测试行动小组的简称，又意指其提出的一种硬件测试标准，常用于器件测试、编程下载和配置等操作。三、VHDL程序填空：（20分）1.以下程序是一个BCD码表示0～99计数器的VHDL描述，试补充完整。（10分）libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;use____________________________________________;entitycnt100bis port( clk,rst,en:instd_logic; cq :outstd_logic_vector(7downto0); --计数输出 cout:outstd_logic); --进位输出endentitycnt100b;______________________bhvofcnt100bisbegin process(clk,rst,en) ______________cqi:std_logic_vector(7downto0); begin ifrst='1'then cqi:=__________________; --计数器清零复位 else if___________________________________then --上升沿判断 ifen='1'then ifcqi(3downto0)<"1001"then --比较低4位 ______________________; --计数加1 else ifcqi(7downto4)<"1001"then --比较高4位 cqi:=cqi+16; else cqi:=(others=>'0'); endif; __________________________; --低4位清零 endif; endif; ____________; endif; ifcqi=_______________then --判断进位输出 cout<='1'; else cout<='0'; endif; __________________; endprocess;endarchitecturebhv;答案：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;use;entitycnt100bis port( clk,rst,en:instd_logic; cq :outstd_logic_vector(7downto0); --计数输出 cout:outstd_logic); --进位输出endentitycnt100b;architecturebhvofcnt100bisbegin process(clk,rst,en) variablecqi:std_logic_vector(7downto0); begin ifrst='1'then cqi:=(others=>‘0’); --计数器清零 else ifclk’eventandclk=‘1’then ifen='1'then ifcqi(3downto0)<"1001"then --比较低4位 cqi:=cqi+1; --计数加1 else ifcqi(7downto4)<"1001"then --比较高4位 cqi:=cqi+16; else cqi:=(others=>'0'); endif; cqi(3downto0):=“0000”; endif; endif; endif; endif; ifcqi=“10011001”then cout<='1'; else cout<='0'; endif; cq<=cqi; endprocess;endarchitecturebhv;2.VHDL程序填空：（10分）下面程序是n输入与门的VHDL描述，试补充完整。__________ieee;use_____________________.all;entityandnis ________(n:integer); --类属参数声明 port( a:instd_logic_vector(______downto0); c:outstd_logic);end;________________behavof________is --结构体声明begin process(____) _____________int:std_logic; --变量声明 begin int:=_____; --变量赋初值 forIina'length–1downto0loop --循环判断 ifa(i)='0'then int:='0'; endif; endloop; c<=________; --输出判断结果 endprocess;endbehav;答案：libraryieee.std_logic_1164genericn-1architectureandnavariable‘1int四、VHDL程序调试改错：（10分）一、仔细阅读下列程序，回答问题LIBRARYIEEE; --1USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; --2ENTITYMOORE1IS --3 PORT( DATAIN :INSTD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0); --4 CLK,RST:INSTD_LOGIC; --5 Q :OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0)); --6ENDMOORE1; --7ARCHITECTUREBEHAVOFMOORE1IS --8 SIGNALST_TYPEIS(ST0,ST1,ST2,ST3,ST4); --9 SIGNALC_ST:ST_TYPE; --10BEGIN --11 PROCESS(CLK,RST) --12 BEGIN --13 IFRST='1'THENC_ST<=ST0;Q<="0000"; --14 ELSIFCLK'EVENTANDCLK='1'THEN --15 CASEC_STIS --16 WHENST0=>IFDATAIN="10"THENC_ST<=ST1; --17 ELSEC_ST<=ST0; --18 ENDIF; Q<="1001"; --19 WHENST1=>IFDATAIN="11"THENC_ST<=ST2; --20 ELSEC_ST<=ST1; --21 ENDIF; Q<="0101"; --22 WHENST2=>IFDATAIN="01"THENC_ST<=ST3; --23 ELSEC_ST<=ST0; --24 ENDIF; Q<="1100"; --25 WHENST3=>IFDATAIN="00"THENC_ST<=ST4; --26 ELSEC_ST<=ST2; --27 ENDIF; Q<="0010"; --28 WHENST4=>IFDATAIN="11"THENC_ST<=ST0; --29 ELSEC_ST<=ST3; --30 ENDIF; Q<="1001"; --31 ENDCASE; --32 ENDIF; --33 ENDPROCESS; --34ENDBEHAV; --351．在程序中存在两处错误，试指出，并说明理由：在QuartusII中编译时，其中一个提示的错误为：Error(Line9):VHDLsyntaxerroratMOORE1.vhd(9)neartext"IS";expecting":",or","第9行，状态机数据类型声明错误，关键字应为TYPE第32行，case语句缺少whenothers处理异常状态情况2．修改相应行的程序（如果是缺少语句请指出大致的行数）：错误1 行号：9程序改为：SIGNAL改为TYPE错误2 行号：32程序改为：之前添加一句whenothers=>c_st<=st0;五、阅读下列VHDL程序，说出总体实现了什么功能，并对代码进行解释。(10分)1.ENTITYmux21aISPORT(a,b,s:INBIT;y:OUTBIT);ENDENTITYmux21a;ARCHITECTUREoneOFmux21aISBEGINPROCESS(a,b,s)BEGINIFs='0'THENy<=a;ELSEy<=b;ENDIF;ENDPROCESS;ENDARCHITECTUREone2.LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYTRISIS PORT( CONTROL:INSTD_LOGIC; INN :INSTD_LOGIC; Q :INOUTSTD_LOGIC; Y :OUTSTD_LOGIC);ENDTRIS;ARCHITECTUREONEOFTRISISBEGIN PROCESS(CONTROL,INN,Q) BEGIN IF(CONTROL='0')THEN Y<=Q; Q<='Z'; ELSE Q<=INN; Y<='Z'; ENDIF; ENDPROCESS;ENDONE;六、写VHDL程序：（10分）1.设计10进制加法计数器，要求含异步清0和同步时钟使能。注意：时钟信号命名为CLK，使能信号为EN，清零信号为RST，计数输出为CQ。LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYCNT10ISPORT(CLK,RST,EN:INSTD_LOGIC;CQ:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);COUT:OUTSTD_LOGIC);ENDCNT10;ARCHITECTUREbehavOFCNT10ISBEGINPROCESS(CLK,RST,EN)VARIABLECQI:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);BEGINIFRST='1'THENCQI:=(OTHERS=>'0');--计数器异步复位ELSIFCLK'EVENTANDCLK='1'THEN--检测时钟上升沿IFEN='1'THEN--检测是否允许计数（同步使能）IFCQI<9THENCQI:=CQI+1;--允许计数,检测是否小于9ELSECQI:=(OTHERS=>'0');--大于9，计数值清零ENDIF;ENDIF;ENDIF;IFCQI=9THENCOUT<='1';--计数大于9，输出进位信号ELSECOUT<='0';ENDIF;CQ<=CQI;--将计数值向端口输出ENDPROCESS;ENDbehav;2.试描述一个带进位输入、输出的8位全加器 端口：A、B为加数，CIN为进位输入，S为加和，COUT为进位输出LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYADDER8IS PORT(A,B:INSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0); CIN:INSTD_LOGIC; COUT:OUTSTD_LOGIC; S:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));ENDADDER8;ARCHITECTUREONEOFADDER8IS SIGNALTS:STD_LOGIC_VECTOR(8DOWNTO0);BEGIN TS<=(‘0’&A)+(‘0 S<=TS(7DOWNTO0); COUT<=TS(8);ENDONE;七、VHDL程序设计：（20分）设计一数据选择器MUX,其系统模块图和功能表如下图所示。试采用下面三种方式中的两种来描述该数据选择器MUX的结构体。(a)用if语句。(b)用case语句。(c)用whenelse语句。Libraryieee;Useieee.std_logic_1164.all;Entitymymuxis Port( sel:instd_logic_vector(1downto0); --选择信号输入 Ain,Bin:instd_logic_vector(1downto0); --数据输入 Cout:outstd_logic_vector(1downto0));Endmymux;ArchitectureoneofmymuxisBegin Process(sel,ain,bin) Begin Ifsel=“00” Elsifsel=“01” Elsifsel=“10” Elsecout<=notbin; Endif; Endprocess;Endone;ArchitecturetwoofmymuxisBegin Process(sel,ain,bin) Begin Caseselis when“00” when“01” when“10” whenothers=>cout<=notbin; Endcase; Endprocess;Endtwo;ArchitecturethreeofmymuxisBegin Cout<=ainandbinwhensel=“00” Ainxorbinwhensel=“01” Notainwhensel=“10”Endthree;设计一个7段数码显示译码器，并逐行进行